Biodiversiti 8 8.1.5 Kekunci dikotomi 1a Haiwan......................................................................................................... Rujuk 2 1b Tumbuhan.................................................................................................... Rujuk 6 2a Mempunyai kaki......................................................................................... Rujuk 3 2b Tidak mempunyai kaki.............................................................................. Rujuk 5 3a Tiga pasang kaki......................................................................................... Rujuk 4 3b Lebih daripada tiga pasang kaki ............................................................. Labah-labah 4a Bersayap....................................................................................................... Rama- rama 4b Tidak bersayap............................................................................................ Semut 5a Bercangkerang............................................................................................. Siput 5b Tidak bercangkerang.................................................................................. Cacing tanah 6a Berbiji benih................................................................................................. Rujuk 7 6b Tidak berbiji benih...................................................................................... Paku pakis 7a Tumbuhan berbunga.................................................................................. Bunga raya 7b Tumbuhan tidak berbunga ....................................................................... Pokok pinus Kekunci dikotomi adalah spesifik untuk satu jenis pengecaman. Kekunci dikotomi yang berlainan digunakan untuk pengecaman jenis organisma yang berlainan. Ciri-ciri yang dipilih ialah ciri yang mudah diperiksa dan dilihat. Ciri-ciri yang bertindih di dalam organisma yang berlainan perlu dielakkan. Tahukah anda terdapat satu lagi cara untuk menulis kekunci dikotomi bagi pengecaman organisma-organisma ini? Lihat Rajah 8.5. Semut Rama-rama Cacing Bunga raya Paku pakis Labah-labah Siput Pokok pinus Rajah 8.4 Contoh kekunci dikotomi 151
2a 2b 7a 7b 6a 6b 5a 5b 1a 3b 8.1.5 8.2.1 Praktis Formatif 8.1 1. Berikan dua ciri organisma yang tergolong dalam alam Fungi. 2. Bagaimanakah organisma dikelaskan menggunakan hierarki taksonomi? 3. Siapakah yang telah memperkenalkan sistem tatanama binomial? 4. Bagaimanakah organisma dinamakan mengikut sistem tatanama binomial? 8.2 Biodiversiti Biodiversiti boleh dibahagikan kepada tiga jenis, iaitu diversiti genetik, diversiti spesies dan diversiti ekosistem (Jadual 8.3). Konsep Biodiversiti Diversiti genetik Diversiti spesies Diversiti ekosistem • Diversiti genetik merujuk kepada variasi gen individu di dalam suatu populasi dan variasi gen di antara populasi yang berbeza bagi sesuatu spesies yang sama. Perbezaan dalam gen adalah disebabkan pemencilan dan penyesuaian individu terhadap persekitaran yang berbeza. • Tiada dua individu yang serupa dalam spesies yang sama. • Contoh: Kombinasi gen-gen yang berlainan ini memberikan variasi genetik dalam tanaman seperti pokok padi. Terdapat banyak variasi beras di seluruh dunia pada masa ini. • Diversiti spesies merujuk kepada variasi dan kepelbagaian organisma di muka bumi. • Diversiti spesies merangkumi jumlah bilangan spesies dalam komuniti (kekayaan spesies) dan taburan spesies dalam komuniti (kesamarataan spesies) • Contoh: Hutan hujan tropika mempunyai diversiti spesies yang tinggi, iaitu 5-10 juta spesies serangga dan lebih daripada 2 juta spesies tumbuhan berbunga. • Diversiti ekosistem merujuk kepada pelbagai habitat komuniti biosis dan proses ekologi dalam ekosistem di persekitaran daratan, lautan dan di persekitaran akuatik yang lain. • Contoh ekosistem yang kaya dengan biodiversiti ialah ekosistem laut, padang pasir dan paya bakau. Haiwan ORGANISMA Mempunyai kaki Tidak mempunyai kaki Tidak berbiji benih Berbiji benih Berbunga Tidak berbunga Bersayap Tidak bersayap Tidak bercangkerang Bunga raya Pokok pinus Rajah 8.5 Contoh kekunci dikotomi dalam bentuk kekunci labah-labah Jadual 8.3 Jenis biodiversiti Bercangkerang Labah-labah Siput Cacing tanah 3a Tiga pasang kaki 4a 4b Rama-rama Semut Paku pakis 1b Tumbuhan Lebih daripada tiga pasang kaki 152
Biodiversiti 8 8.2.1 8.2.2 Tujuan Menjalankan kajian lapangan di taman botani atau taman pertanian dan membuat pembentangan tentang diversiti spesies in situ Prosedur 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. 2. Guru mengadakan lawatan bersama-sama murid ke taman botani atau ke taman pertanian. 3. Secara berkumpulan, kenal pasti diversiti spesies yang ada di kawasan tersebut. 4. Ambil gambar foto spesies yang dikenal pasti untuk dijadikan rujukan bagi penamaan spesies. 5. Sediakan satu folio tentang diversiti spesies dalam masa seminggu. 6. Bentangkan folio anda di dalam kelas. 8.2 Pokok Filogeni Filogeni bermaksud sejarah evolusi suatu spesies atau sekumpulan spesies organisma. Pokok filogeni merupakan satu rajah bercabang yang mewakili hipotesis tentang hubungan evolusi sekumpulan organisma. Pengelasan filogeni merupakan satu sistem pengelasan yang menunjukkan hubungan evolusi dan mencerminkan sejarah evolusi bagi organisma yang dikaji. Pengelasan filogeni kini diguna pakai dalam kebanyakan sistem pengelasan moden. Dalam pengelasan filogeni, pengelasan dibuat berdasarkan struktur homolog. Struktur homolog merupakan struktur anggota badan atau anatomi yang serupa dalam pelbagai organisma yang mempunyai leluhur yang sama, namun struktur yang dibandingkan pada organisma menjalankan fungsi yang berlainan. Rajah 8.6 menunjukkan anggota hadapan bagi empat haiwan yang berbeza, iaitu manusia, kucing, ikan paus dan kelawar yang terdiri daripada jenis tulang yang sama, walaupun saiz dan panjang tulang berbeza. Rajah 8.6 Struktur homolog dalam organisma berlainan Fungsi bagi semua anggota hadapan itu adalah berbeza, namun jelas menunjukkan bahawa keempat-empat haiwan berasal daripada satu leluhur yang sama dan mempunyai satu hubungan yang rapat. Hubungan evolusi dan sejarah evolusi antara pelbagai spesies biologi dapat ditunjukkan dengan pokok filogeni. Corak cabang dalam pokok filogeni mencerminkan cara spesies atau kumpulan lain berkembang daripada satu siri leluhur yang sama. Manusia Kucing Ikan paus Kelawar Humerus Radius Ulna Karpal Metakarpal Falanks 153
8.2.2 8.2.3 ZON AKTIVITI Bina pokok filogeni untuk lima alam yang lain, iaitu Archaebacteria, Eubacteria, Protista, Fungi dan Animalia. Rajah 8.7 Pokok filogeni tumbuhan darat Kepentingan Biodiversiti terhadap Alam Sekitar dan Manusia Semasa di Tingkatan Dua, anda telah mempelajari kepentingan biodiversiti sebagai sumber makanan, ubat-ubatan dan pendidikan. Biodiversiti juga dapat memelihara keseimbangan alam, dijadikan sebagai tempat rekreasi dan digunakan dalam penyelidikan saintifik. Oleh itu, setiap individu, organisasi dan kerajaan haruslah memainkan peranan masing-masing untuk memelihara serta memulihara biodiversiti. Dapatkah anda menyatakan langkah pemuliharaan in situ dan pemuliharaan ex situ yang telah dijalankan di Malaysia? Pemuliharaan in situ mengekalkan spesies di habitat asal seperti di Taman Negara dan di hutan simpan kekal (Gambar foto 8.13). Pemuliharaan ex situ memelihara spesies di luar habitat asal seperti di zoo dan di taman botani. Gambar foto 8.13 Pusat Pemulihan Orang Utan di Sepilok merupakan contoh langkah pemuliharaan in situ, iaitu mengekalkan spesies di habitat asal Tumbuhan darat dikatakan berevolusi daripada alga hijau. Tumbuhan darat pertama bermula daripada tumbuhan yang tidak mempunyai tisu vaskular seperti lumut. Kemudian, diikuti oleh tumbuhan vaskular tanpa biji benih seperti pokok paku pakis. Tumbuhan vaskular seterusnya berkembang kepada tumbuhan vaskular dengan biji benih, iaitu gimnosperma seperti pokok konifer dan angiosperma yang merupakan tumbuhan berbunga. Angiosperma ialah tumbuhan yang paling berjaya kerana mempunyai biji benih yang dilindungi di dalam buah untuk mengekalkan kemandiriannya (Rajah 8.7). Tiada tisu vaskular Lumut Paku pakis Gimnosperma Angiosperma Ada tisu vaskular Ada biji benih Biji benih dengan bunga Tanpa biji benih Biji benih tanpa bunga Alga hijau (leluhur yang sama) 154
Biodiversiti 8 8.2.3 8.3.1 Tujuan Membincangkan kesan biodiversiti terancam terhadap alam sekitar dan manusia Prosedur 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. 2. Cari maklumat daripada pelbagai sumber tentang isu-isu yang berikut: (a) Penebangan hutan (c) Pencemaran laut (b) Pemburuan haram (d) Eksploitasi biodiversiti dalam pelancongan 3. Bincangkan kesan isu-isu tersebut terhadap alam sekitar dan manusia. 4. Jalankan aktiviti pembentangan secara three stray one stay di dalam kelas. PAK-21 PAK-21 8.3 THREE STRAY ONE STAY Praktis Formatif 8.2 1. Terangkan diversiti ekosistem, diversiti spesies dan diversiti genetik. 2. Apakah tujuan ahli biologi menggunakan pokok filogeni? 3. Apakah peranan anda dalam memelihara dan memulihara biodiversiti di Malaysia? 4. Nyatakan dua kepentingan biodiversiti terhadap manusia. 8.3 Mikroorganisma dan Virus Mikroorganisma ialah organisma seni yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Organisma ini hanya dapat dilihat melalui mikroskop. Kebanyakan mikroorganisma ialah unisel. Mikroorganisma terbahagi kepada beberapa jenis, iaitu bakteria, protozoa, alga, kulat dan virus. Gambar foto 8.14 Staphylococcus aureus Ciri Utama Mikroorganisma dan Virus Bakteria Ciri-ciri utama bakteria: • Bakteria tidak mempunyai nukleus yang nyata kerana tiada membran nukleus. Bahan genetiknya merupakan bebenang kromosom (DNA) di dalam sitoplasma. Kawasan ini dikenali sebagai nukleoid. Sesetengah bakteria mempunyai plasmid, iaitu molekul DNA kecil yang membawa gen tambahan (Rajah 8.8). • Saiz bakteria adalah di antara 1 hingga 10 µm panjang. • Bakteria biasanya wujud secara sel tunggal, berpasangan, berfilamen, berantai atau berkelompok. • Bakteria wujud dalam bentuk kokus (sfera), vibrio (koma), basilus (rod/silinder) dan spirilum (pilin) (Rajah 8.9). • Contoh-contoh bakteria ialah Lactobacillus sp., Streptococcus sp. dan Staphylococcus aureus (Gambar foto 8.14). 155
Basilus 8.3.1 & Bio & Aplikasi BioAplikasi Acanthamoeba sp. dapat ditemui di dalam air paip. Organisma ini dapat merosakkan kornea mata. Oleh itu, kita dinasihatkan untuk tidak menggunakan air paip untuk membersihkan kanta lekap. Sebaliknya, kita perlu menggunakan larutan steril. Protozoa Ciri-ciri utama protozoa: • Protozoa merupakan mikroorganisma unisel yang mempunyai ciri seperti haiwan. • Protozoa bergerak menggunakan pseudopodium (kaki palsu), silia atau flagelum (Rajah 8.10). • Protozoa biasanya dijumpai di habitat yang berair (Gambar foto 8.15). • Pemakanan protozoa adalah secara heterotrof atau autotrof. Euglena sp. ialah contoh protozoa autotrof yang mempunyai kloroplas dan boleh berfotosintesis. • Protozoa hidup secara bebas atau sebagai parasit. Rajah 8.10 Contoh-contoh protozoa Gambar foto 8.15 Protozoa biasanya dijumpai di habitat yang berair Spirilum Euglena sp. bergerak menggunakan flagelum Paramecium sp. bergerak menggunakan silia Amoeba sp. bergerak menggunakan pseudopodium Rajah 8.8 Struktur am bakteria ANIMASI3D Rajah 8.9 Bentuk-bentuk bakteria Membran plasma Dinding sel Kapsul Flagelum Ribosom Nukleoid Plasmid Sitoplasma Vibrio Kokus 156
Biodiversiti 8 8.3.1 Alga Ciri-ciri utama alga: • Alga terdiri daripada mikroorganisma unisel seperti Chlamydomonas sp. dan organisma multisel seperti alga perang, Fucus sp. (Gambar foto 8.16). • Sesetengah alga mempunyai flagelum untuk bergerak di dalam air. • Alga mempunyai ciri-ciri seperti tumbuhan, iaitu mempunyai kloroplas. Maka, alga merupakan organisma autotrof. Walau bagaimanapun, alga tiada daun, batang dan akar sebenar seperti tumbuhan lain. • Habitat alga ialah kolam, tasik dan laut. Kulat Ciri-ciri utama kulat: • Kulat tidak mempunyai klorofil. Maka, kulat ialah organisma heterotrof yang merupakan parasit atau saprofit. • Kulat tidak mempunyai akar, batang dan daun. • Kulat mempunyai dinding sel yang terdiri daripada kitin. • Badan kulat wujud sebagai miselium yang terdiri daripada bebenang halus yang disebut hifa. • Kulat terdiri daripada mikroorganisma unisel, (Saccharomyces cerevisiae (yis)) atau mikroorganisma multisel (Mucor sp.) (Rajah 8.11 dan Rajah 8.12). • Kulat dijumpai di kawasan gelap atau lembap serta di atas organisma yang reput atau mati. Chlamydomonas sp. Fucus sp. Gambar foto 8.16 Contoh-contoh alga Rajah 8.11 Struktur Saccharomyces cerevisiae Rajah 8.12 Struktur Mucor sp. Sporangium Spora Kolumela Hifa Rizoid Sporangiofor 157
8.3.1 Virus Ciri-ciri utama virus: • Virus tidak dimasukkan ke dalam mana-mana alam kerana virus bukan organisma bersel. • Virus tidak menjalankan sebarang proses hidup jika berada di luar sel perumah. Virus hanya membiak di dalam sel hidup dengan menyuntik bahan genetik ke dalam sel perumah. • Virus terdiri daripada asid nukleik (DNA atau RNA) dan kapsid yang terdiri daripada protein. • Saiznya terlalu kecil (20 nm hingga 400 nm), maka virus tidak boleh dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya tetapi hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. • Contoh virus adalah virus mozek tembakau, bakteriofaj T4 dan HIV (Rajah 8.13). Human Immunodeficiency Virus (HIV) Rajah 8.13 Contoh-contoh virus Bakteriofaj T4 Virus mozek tembakau Tujuan Membahaskan status virus sebagai benda bukan hidup Prosedur 1. Lantik seorang murid sebagai pengerusi dan tiga orang murid sebagai panel. 2. Laksanakan forum untuk membahaskan status virus sebagai benda bukan hidup. 3. Murid lain akan menjadi penonton dan mencatat isi-isi penting yang diperoleh. 4. Sediakan satu laporan mengikut format yang berikut: (a) Tajuk (b) Tujuan (c) Kandungan (d) Kesimpulan PAK-21 PAK-21 8.4 PERBAHASAN Kapsid Glikoprotein RNA Enzim 158
Rajah 8.14 Kitar nitrogen Takung simpanan nitrogen dalam atmosfera (N2 ) Kilat (pengikatan atmosfera)(NO2 – ) Rhizobium sp. Bakteria pengikat nitrogen (nodul tumbuhan legum) Organisma mati, bahan buangan haiwan Pengurai (bakteria/kulat) Ammonia (NH3 ) Ammonium (NH4 +) Nitrit (NO2 – ) Nitrat (NO3 – ) Bakteria pendenitritan Baja (NH4 +, NO3 – ) Tumbuhan legum Kilang baja Azotobacter sp. Nitrosomonas sp. Nitrobacter sp. Biodiversiti 8 8.3.2 Peranan Mikroorganisma dalam Kitar Nitrogen Tumbuhan memerlukan unsur nitrogen dalam bentuk ion ammonium (NH4 +) atau ion nitrat (NO3 – ) yang larut di dalam tanah untuk mensintesiskan protein di dalam tisu tumbuhan. Bagaimanakah gas nitrogen di atmosfera dapat ditukarkan kepada bentuk yang dapat digunakan oleh tumbuhan? Mari kita kaji kitar nitrogen dalam Rajah 8.14. • Bakteria pengikat nitrogen yang hidup di dalam nodul akar tumbuhan legum seperti Rhizobium sp. serta bakteria pengikat nitrogen yang hidup bebas di dalam tanah seperti Azotobacter sp. mengikat nitrogen daripada atmosfera dan menukarkannya kepada ion ammonium (NH4 +) melalui proses pengikatan nitrogen. • Kilat semasa ribut petir mengoksidakan nitrogen kepada nitrogen dioksida (NO2 ) yang kemudiannya larut ke dalam air hujan membentuk asid nitrus dan asid nitrik. Kedua-duanya akan membentuk garam nitrat di dalam tanah. • Industri pembuatan baja bernitrogen akan membekalkan baja ammonium dan nitrat ke dalam tanah. • Apabila tumbuhan dan haiwan mati, pereputan dijalankan oleh mikroorganisma pengurai seperti bakteria dan kulat saprofit. Sebatian protein di dalam tisu badan akan diuraikan menjadi ion ammonium (NH4 +) melalui proses ammonifikasi. • Ion ammonium ditukarkan kepada ion nitrit (NO2 – ) melalui proses nitrifikasi oleh bakteria nitrifikasi, iaitu Nitrosomonas sp. • Ion nitrit ditukarkan kepada ion nitrat (NO3 – ) oleh bakteria nitrifikasi, iaitu Nitrobacter sp. • Nitrat diserap oleh akar tumbuhan dan digunakan untuk sintesis protein. Tumbuhan tersebut kemudiannya dimakan oleh haiwan dan sebatian nitrogen dipindahkan ke dalam tisu haiwan. • Bakteria pendenitritan menukar nitrat di dalam tanah menjadi gas nitrogen melalui proses pendenitritan. 159
8.3.3 Peranan Mikroorganisma Mikroorganisma sebagai pengeluar Mikroorganisma seperti fitoplankton biasanya dijumpai terapung di permukaan air laut, kolam atau tasik. Sebagai contohnya, alga hijau, alga biru-hijau (sianobakteria), dinoflagelat dan diatom. Fitoplankton dapat menjalankan fotosintesis kerana mempunyai klorofil. Fitoplankton adalah penting sebagai pengeluar dalam rantai makanan di ekosistem akuatik (Gambar foto 8.17). Mikroorganisma sebagai pengurai Kulat saprofit dan bakteria saprofit merupakan mikroorganisma utama yang menjalankan penguraian bahan organik daripada pereputan organisma yang mati dalam ekosistem. Kulat dan bakteria saprofit ini dikenali sebagai pengurai. Pengurai akan menguraikan bahan organik kompleks seperti najis haiwan, bangkai haiwan dan pokok reput (Gambar foto 8.18) kepada sebatian ringkas seperti ammonium. Pengurai merembeskan enzim pencernaan ke dalam substratum bahan organik mereput dan kemudiannya menyerap hasil pencernaan tersebut. Hasil proses pereputan ini, unsur-unsur yang diperlukan oleh tumbuhan seperti karbon, nitrogen dan sulfur dikembalikan kepada tanah. Bahan-bahan ini kemudiannya akan diserap oleh tumbuhan. Gambar foto 8.18 Kulat pada batang pokok yang mereput Gambar foto 8.17 Fitoplankton 160
Biodiversiti 8 8.3.3 Mikroorganisma sebagai parasit Parasit merupakan organisma yang mendapat faedah daripada perumahnya, manakala perumah mengalami kerugian atau kadangkala mati akibat kesan-kesan yang disebabkan oleh parasit. Parasit mendapat faedah selagi interaksi ini berterusan. Oleh itu, kebanyakan parasit tidak membunuh perumahnya. Antara contoh mikroorganisma parasit ialah Plasmodium sp. (Gambar foto 8.19). Plasmodium sp. merupakan sejenis protozoa yang hidup dalam perut nyamuk tiruk betina Anopheles sp. (Gambar foto 8.20) dan menyebabkan penyakit malaria kepada seseorang yang digigit nyamuk apabila parasit dipindahkan ke dalam sistem peredaran darah seseorang itu. Mikroorganisma sebagai simbion Simbion ialah organisma yang mempunyai hubungan yang sangat rapat dengan organisma yang lain yang disebut perumah. Terdapat dua jenis simbion, iaitu ektosimbion (Gambar foto 8.21) dan endosimbion (Gambar foto 8.22). Gambar foto 8.22 Trichonympha sp. dalam anai-anai Gambar foto 8.21 Ektomikoriza Gambar foto 8.19 Plasmodium sp. Gambar foto 8.20 Nyamuk tiruk betina Anopheles sp. Simbion Ektosimbion • Hidup di luar sel perumah. • Contoh: Kulat yang hidup di sekeliling akar tumbuhan, iaitu ektomikoriza. Endosimbion • Hidup di dalam sel perumah. • Contoh: Protozoa Trichonympha sp. yang hidup di salur alimentari anai-anai. 161
Tujuan Mengumpul maklumat dan membuat pembentangan tentang penyakit yang disebarkan oleh patogen Prosedur 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. 2. Kumpulkan maklumat tentang penyakit yang disebabkan oleh patogen: (a) Virus (contoh: Human papillomavirus) (b) Bakteria (contoh: Salmonella sp.) (c) Protozoa (contoh: Plasmodium sp.) (d) Kulat (contoh: Tinea sp.) 3. Bina satu poster tentang penyakit-penyakit tersebut mengikut kreativiti anda. 4. Pamerkan poster anda di dalam kelas. 5. Kemudian, jalankan aktiviti Jelajah Pembelajaran. PAK-21 PAK-21 8.5 JELAJAH PEMBELAJARAN 8.3.4 Definisi Patogen dan Vektor Gambar foto 8.23 Vibrio cholerae Gambar foto 8.24 Staphylococcus aureus Nyamuk yang disuntik dengan bakteria Wolbachia merupakan inovasi dalam menangani peningkatan kes denggi di Malaysia. Bakteria Wolbachia disuntik ke dalam telur nyamuk Aedes aegypti untuk merencatkan pertumbuhan virus denggi di dalam nyamuk, dan seterusnya menghalang penyebaran virus denggi. Malaysia Semasa di Tingkatan Dua, anda telah mempelajari patogen yang menyebabkan penyakit berjangkit. Jangkitan oleh patogen berlaku apabila patogen seperti virus, bakteria atau mikroorganisma lain masuk ke dalam badan serta mula membahagi dan membiak. Penyakit yang disebabkan oleh patogen akan berlaku apabila sel-sel di dalam badan rosak. Hal ini terjadi kerana jangkitan dan simptom-simptom penyakit mula ditunjukkan oleh seseorang yang dijangkiti. Patogen Patogen ialah organisma yang menyebabkan penyakit, contohnya virus, bakteria, protozoa dan kulat. 162
Biodiversiti 8 8.3.4 8.3.5 Vektor Sesetengah patogen disebarkan oleh organisma lain seperti nyamuk dan lalat. Nyamuk dan lalat ini dikenali sebagai vektor. Tujuan Mereka bentuk alat perangkap atau penghalau vektor yang mesra alam Prosedur 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan untuk mengkaji pernyataan yang berikut: Bangunan lama yang terbiar telah menjadi tempat pembiakan tikus. Haiwan ini telah menyebarkan penyakit berjangkit dan merosakkan harta benda penduduk sekitar. Bagi menyelesaikan masalah tersebut, suatu sistem perangkap yang berkesan serta mesra alam diperlukan untuk menangkap tikus-tikus tersebut dan memindahkannya. 2. Reka bentuk satu alat perangkap atau penghalau tikus yang mesra alam. 3. Uji prototaip atau model yang dibina. Lakukan penambahbaikan jika terdapat kekurangan. 4. Bentangkan prototaip atau model tersebut di dalam kelas. 5. Sediakan satu laporan lengkap. 8.6 Bakteria Vibrio cholerae dipindahkan kepada manusia melalui badan lalat yang hinggap pada makanan. Apabila seseorang makan makanan yang telah dicemari oleh Vibrio cholerae, mereka akan mendapat penyakit kolera. Virus denggi dipindahkan kepada manusia melalui gigitan nyamuk Aedes aegypti. Bakteria Salmonella typhi dipindahkan kepada manusia melalui makanan dan air yang dicemari oleh lipas. Aedes aegypti (Nyamuk) Periplaneta americana (Lipas) Rajah 8.15 Contoh vektor pembawa penyakit Kesan Patogen terhadap Kesihatan Manusia Patogen bertindak balas terhadap sistem keimunan badan dalam pelbagai cara. Virus atau bakteria akan menyebabkan kita sakit dengan cara membunuh sel badan atau merencatkan fungsi sel badan. Ada patogen yang merembeskan toksin yang dapat menyebabkan kelumpuhan atau merosakkan aktiviti metabolisme badan. Musca domestica (Lalat) Vektor merupakan organisma yang membawa patogen dan menyebabkan penyakit tertentu. 163
Imbas Memori Pengelasan dan penamaan Biodiversiti Mikroorganisma dan virus Kesan patogen terhadap kesihatan manusia Patogen dan vektor Taksonomi pengelasan Sistem tatanama binomial Linnaeus Kekunci dikotomi Kepentingan Pokok filogeni BIODIVERSITI 1. Mengapakah virus tidak dikelaskan dalam sistem enam alam? 2. Mengapakah parasit kebiasaannya tidak membunuh perumahnya? 3. Apakah maksud simbion? Jelaskan jenis-jenis simbion. 4. Nyatakan maksud patogen. Berikan tiga contoh patogen dan vektornya. Praktis Formatif 8.3 Aras Domain Alam Filum Kelas Order Famili Genus Spesies Bakteria Kulat Protozoa Virus Alga Peranan mikroorganisma Kitar nitrogen Pengeluar Pengurai Simbion Parasit Diversiti Genetik Spesies Ekosistem Patogen Contoh penyakit Simptom-simptom penyakit Virus Hepatitis B • Radang (sirosis hati) • Abdomen membengkak • Kulit dan warna lapisan sklera mata menjadi kuning • Boleh menyebabkan kematian Bakteria Tuberkulosis (tibi) • Hilang berat badan • Batuk berdarah • Sesak nafas Protozoa Disentri • Sakit perut • Cirit-birit • Muntah Kulat Panau • Tompok-tompok putih atau merah jambu pada kulit Jadual 8.4 Simptom-simptom penyakit yang disebabkan oleh patogen Bio Interaktif8 164
Biodiversiti 8 REFLEKSI KENDIRI Lengkapkan refleksi kendiri ini untuk menyemak konsep-konsep penting yang telah anda pelajari. Konsep penting Sangat baik Berusaha lagi Keperluan sistem pengelasan dan penamaan organisma Pengelasan organisma secara hierarki dalam enam alam, iaitu: (a) Archaebacteria (b) Eubacteria (c) Protista (d) Fungi (e) Plantae (f) Animalia Ciri utama organisma dalam setiap alam Penamaan organisma mengikut sistem tatanama binomial Kekunci dikotomi untuk mengelaskan organisma Konsep biodiversiti berdasarkan diversiti: (a) Genetik (b) Spesies (c) Ekosistem Maksud pokok filogeni Kepentingan biodiversiti terhadap alam sekitar dan manusia Ciri utama mikroorganisma dan virus: (a) Bakteria (b) Protozoa (c) Alga (d) Kulat (e) Virus Peranan mikroorganisma dalam/sebagai: (a) Kitar nitrogen (b) Pengeluar (c) Pengurai (d) Simbion (e) Parasit Definisi istilah patogen dan vektor Kesan patogen terhadap kesihatan manusia 165
Gambar foto 3 1. Hierarki taksonomi bagi kucing domestik (Gambar foto 1) ditunjukkan dalam Jadual 1. Jadual 1 Peringkat Takson Alam Animalia Filum Chordata Kelas Mamalia Order Carnivora Famili Felidae Genus Felis Spesies catus (a) Berdasarkan Jadual 1, apakah nama saintifik yang diberikan kepada kucing domestik? (b) Dengan menggunakan jawapan anda pada soalan 1(a), terangkan sistem tatanama binomial yang diperkenalkan oleh Carolus Linnaeus. 2. Nadine telah menemukan dua spesies amfibia di sebuah hutan seperti yang ditunjukkan dalam Gambar foto 2. Kedua-dua amfibia ini mempunyai morfologi yang hampir serupa. Bagaimanakah Nadine dapat menentukan kedua-dua amfibia ini adalah daripada spesies yang sama atau spesies yang berlainan? 3. Gambar foto 3 menunjukkan sejenis kulat pada batang pokok. (a) Kulat dahulunya dikelaskan sebagai tumbuhan. Namun kini kulat dikatakan lebih mirip kepada haiwan berbanding tumbuhan. Mengapakah kulat dikelaskan ke dalam alam yang tersendiri dan tidak dikategorikan ke dalam alam Plantae atau Animalia? (b) Ramalkan keadaan yang akan berlaku dalam persekitaran kita jika kulat tiada. 4. Tulis satu karangan bertajuk “Siapakah Saya?”, iaitu tentang satu organisma yang anda tahu secara kreatif. Anda boleh menyenaraikan ciri-ciri yang ada pada organisma tersebut. Gambar foto 1 Praktis Sumatif 8 Gambar foto 2 166
Biodiversiti 8 Gambar foto 4 9. Anda telah diberikan satu plot tanah dan disarankan untuk menanam tumbuh-tumbuhan seperti dalam Gambar foto 4. Bagaimanakah anda akan menggunakan tumbuh-tumbuhan tersebut untuk mengekalkan kesuburan plot tanah anda? Jelaskan. Minda Abad ke-21 5. Bagaimanakah nitrogen di atmosfera dapat menjadi sebahagian daripada tisu haiwan dan tumbuhan dan kemudiannya kembali semula menjadi nitrogen di atmosfera? Huraikan. 6. Anda ditugaskan untuk membuat pengelasan organisma di kawasan taman herba di sekolah anda. Huraikan kaedah yang boleh digunakan. 7. Cadangkan satu cara untuk menghasilkan racun kimia yang dapat menghapuskan anai-anai tanpa membunuh serangga berfaedah yang lain. 8. Baca pernyataan di bawah. Semua organisma bergantung antara satu sama lain untuk kelangsungan spesies. Apabila sesuatu spesies pupus, banyak spesies lain yang akan mendapat kesannya. Kepupusan spesies mendatangkan kesan buruk kepada kehidupan manusia. Berdasarkan pernyataan di atas, bincangkan langkah-langkah yang boleh diambil untuk memelihara dan memulihara biodiversiti di Malaysia. 167
Standard Pembelajaran Eksplorasi Bab Komuniti dan Ekosistem Ekologi Populasi Bagaimanakah komuniti dan ekosistem terbentuk? Apakah nic seekor rama-rama dalam persekitarannya? Bagaimanakah keamatan cahaya mempengaruhi taburan tumbuh-tumbuhan di dalam sebuah hutan? Apakah yang dimaksudkan dengan ekologi populasi? Apakah perbezaan antara saiz populasi dengan kepadatan populasi? Tahukah Anda? Ekosistem Bab 9 168
Kata Kunci Nic Biosis Abiosis Altitud Aspek Topografi Iklim mikro Autotrof Heterotrof Fotoautotrof Kemoautotrof Piramid ekologi Pengkolonian Sesaran Spesies perintis Rizab Biosfera Tasik Chini asik Chini merupakan suatu khazanah alam negara yang wajar dihargai, dilindungi dan dikagumi. Tasik Chini telah dianugerahkan status Rizab Biosfera oleh UNESCO pada tahun 2009. Hingga kini, terdapat 651 tapak rizab biosfera dari 120 buah negara di dunia. Status Rizab Biosfera ini penting untuk dikekalkan kerana dapat membantu melonjakkan imej Tasik Chini sebagai satu destinasi ekopelancongan utama di Malaysia. Selain itu, status ini dapat meningkatkan kesedaran masyarakat terhadap usaha pemeliharaan dan pemuliharaan di Tasik Chini. Tasik Chini diwartakan sebagai tapak rizab biosfera kerana kaya dengan kepelbagaian ffora dan faunanya. Tasik ini mempunyai 138 spesies ffora, 300 spesies hidupan bukan akuatik, 144 spesies ikan air tawar dan 304 spesies fauna. T 169 Ekosistem 9
Organisma bukan sahaja saling berinteraksi antara satu sama lain, malah turut berinteraksi dengan benda bukan hidup untuk membentuk satu sistem seimbang yang dikenali sebagai ekosistem (Rajah 9.1). Mari kita memahami beberapa istilah penting dalam bab ini. 9.1.1 9.1 Komuniti dan Ekosistem Rajah 9.1 Ekosistem di savana Ekologi ialah kajian tentang interaksi antara organisma dan interaksi antara organisma dengan persekitaran. Gambar foto 9.1 Habitat burung di dalam hutan Gambar foto 9.2 Habitat katak di dalam kolam Habitat ialah persekitaran atau tempat tinggal semula jadi sesuatu organisma (Gambar foto 9.1 dan Gambar foto 9.2). 1 Ekosistem Populasi Spesies Komuniti 170
9.1.1 Eksplorasi Bio Nic sesuatu organisma boleh berubah-ubah mengikut perubahan morfologi organisma tersebut. Contohnya, rama-rama yang melakukan metamorfosis dalam kitar hayatnya mempunyai nic yang berbeza bagi setiap peringkat hidup. Rajah 9.2 Nic ekologi dan nic spesies Spesies ialah sekumpulan organisma yang serupa, boleh saling membiak dan menghasilkan anak (Gambar foto 9.3). Komuniti ialah semua populasi organisma daripada spesies yang berlainan yang hidup dalam satu habitat serta saling berinteraksi antara satu sama lain (Gambar foto 9.5). Populasi ialah sekumpulan organisma yang sama spesies dan hidup di habitat yang sama (Gambar foto 9.4). Ekosistem ialah beberapa komuniti yang tinggal bersama dalam satu habitat, saling berinteraksi antara satu sama lain termasuk dengan komponen bukan hidup (abiosis) seperti air, udara dan tanah (Gambar foto 9.6). Peranan sesuatu spesies dalam persekitarannya. Cara sesuatu spesies berinteraksi dengan komponen biosis dan abiosis di persekitarannya. Nic Nic spesies Nic ekologi 2 5 Nic ialah peranan sesuatu organisma dalam ekosistem yang merangkumi tingkah laku serta interaksinya dengan komponen biosis dan abiosis di persekitaran habitatnya (Rajah 9.2). 6 3 4 Gambar foto 9.3 Amphiprion sp. (ikan badut) Gambar foto 9.5 Komuniti ikan di laut Gambar foto 9.4 Sekumpulan ikan badut Gambar foto 9.6 Ekosistem marin 171 Ekosistem 9
9.1.2 Komponen Abiosis • Nilai pH tanah sangat mempengaruhi taburan organisma di dalam sesuatu habitat. Kebanyakan organisma sesuai hidup dalam keadaan pH neutral atau hampir neutral. • Tanah merupakan habitat bagi beratus-ratus juta cacing serta mikroorganisma seperti bakteria, kulat dan protozoa (Gambar foto 9.7). Nilai pH Komponen biosis Komponen abiosis EKOSISTEM Pengeluar Pengguna Pengurai Nilai pH Suhu Keamatan cahaya Iklim mikro Topografi Kelembapan udara Rajah 9.3 Komponen utama ekosistem Ekosistem terdiri daripada dua komponen utama, iaitu komponen biosis dan komponen abiosis (Rajah 9.3). Komponen biosis merujuk kepada organisma di dalam suatu ekosistem yang berinteraksi dengan organisma lain. Komponen abiosis ialah elemen bukan hidup yang merangkumi ciri fizikal dan kimia yang mempengaruhi organisma yang terdapat di dalam ekosistem. Komponen Biosis dan Abiosis dalam Ekosistem Gambar foto 9.7 Tanah didiami oleh pelbagai cacing tanah dan mikroorganisma yang dapat mengekalkan kesuburan tanah Perubahan kecil nilai pH akan menjejaskan aktiviti organisma yang mendiaminya dan dapat mengurangkan kesuburan tanah. Kenal pasti komponen biosis dan komponen abiosis di sekitar padang atau di kolam sekolah anda. ZON AKTIVITI Cacing tanah 172
9.1.2 • Suhu persekitaran mempengaruhi aktiviti fisiologi tumbuhan dan haiwan. • Perubahan suhu yang kecil akan menurunkan kadar metabolisme kerana semua enzim yang memangkin tindak balas fisiologi sangat sensitif terhadap perubahan suhu. • Walaupun kebanyakan organisma dapat hidup dalam julat suhu antara 20 o C hingga 40 o C, namun terdapat juga organisma yang dapat hidup dalam suhu yang ekstrim. • Beruang kutub dapat hidup di habitat tundra dengan suhu –14 o C manakala rubah boleh hidup di gurun dengan suhu mencecah 45 o C pada siang hari (Gambar foto 9.8). • Keamatan cahaya dan tempoh masa cahaya matahari memancar di sesebuah kawasan sangat mempengaruhi taburan organisma terutamanya tumbuh-tumbuhan yang menjalankan fotosintesis. • Pokok tinggi yang terdedah kepada keamatan cahaya yang tinggi di kawasan hutan hujan tropika membentuk kanopi yang rendah keamatan cahaya di bawahnya. • Hanya tumbuhan bersaiz kecil seperti paku pakis boleh hidup di bawah kanopi ini (Gambar foto 9.9). • Hutan konifer yang beriklim sederhana dengan keamatan cahaya yang rendah mempunyai kepadatan tumbuhan yang kurang. • Pokok-pokok di hutan konifer bersaiz kecil dan rendah (Gambar foto 9.10). Suhu Keamatan Cahaya Beruang kutub Gambar foto 9.8 Contoh haiwan yang hidup di kawasan suhu ekstrim Gambar foto 9.9 Hutan hujan tropika Gambar foto 9.10 Hutan konifer Rubah 173 Ekosistem 9
• Semakin tinggi altitud, semakin rendah kelembapan relatif, tekanan atmosfera dan kandungan oksigen. • Tumbuhan yang hidup pada altitud yang berbeza mempunyai jenis, saiz dan kepadatan yang berbeza. • Sebagai contohnya, pokok pain yang hidup di altitud yang lebih tinggi bersaiz lebih kecil daripada pokok meranti yang hidup di hutan hujan tropika. • Aspek merujuk kepada arah tiupan angin dan sinaran cahaya matahari. • Lereng bukit yang menghadap ke laut lebih padat dengan tumbuhan berbanding lereng bukit yang menghadap ke daratan. • Lereng ini mendapat taburan hujan yang lebih. • Lereng yang menerima lebih cahaya matahari mempunyai tumbuhan yang lebih padat. • Lereng bukit yang curam lebih mudah terhakis akibat pergerakan air deras. • Lapisan tanah menjadi lebih nipis dan kering. • Kawasan ini kurang ditumbuhi pokok kecuali tumbuhan gunung yang renek, berduri serta berdaun kecil dan runcing. 9.1.2 • Topografi ialah ciri fizikal muka bumi yang merangkumi altitud, kecerunan dan aspek (Rajah 9.4). • Topografi menentukan kelembapan, suhu, dan keamatan cahaya di dalam ekosistem. • Iklim mikro merujuk kepada keadaan iklim bagi satu kawasan kecil yang berbeza daripada kawasan di sekitarnya. • Iklim mikro mungkin berlaku di bawah batu (Gambar foto 9.11), atau di bawah rimbunan pohon besar dalam kanopi hutan. • Iklim mikro bergantung kepada suhu, kelembapan, keamatan cahaya, keseimbangan haba, tekanan atmosfera, sejatan air serta keupayaan tanih menakung air di kawasan tersebut bagi mengekalkan kelembapan. Topografi Iklim Mikro Altitud Kecerunan Aspek Gambar foto 9.11 Iklim mikro di bawah batu yang menjadi habitat ulat gonggok Rajah 9.4 Faktor topografi 174
9.1.2 9.1.3 • Kelembapan udara, iaitu kuantiti wap air dalam udara mempengaruhi taburan organisma di dalam sesuatu habitat. • Lebih banyak organisma mendiami kawasan yang berkelembapan tinggi. • Kelembapan udara yang rendah meningkatkan kehilangan air dari stoma melalui transpirasi. • Keadaan ini meningkatkan penyerapan air dan garam mineral dari dalam tanah. • Transpirasi juga memberi kesan penyejukan kepada tumbuhan bagi mengekalkan suhu optimum tindakan enzim. Kelembapan Udara Gambar foto 9.12 Badak yang suka akan kelembapan berendam di dalam air Nutrisi Autotrof dan Nutrisi Heterotrof Eksplorasi Bio Badak mempunyai saiz badan yang besar menyebabkan badak mempunyai nisbah jumlah luas permukaan per isi padu yang rendah. Oleh yang demikian, kadar haba yang dibebaskan daripada kulit adalah rendah. Pada hari-hari panas, badak sering berendam di dalam air berlumpur (Gambar foto 9.12). Ketika lumpur mengering di tubuhnya, badak menjadikan lumpur itu sebagai lapisan yang melindungi kulit daripada sinar matahari untuk menyejukkan badan. Nutrisi ialah cara organisma memperoleh nutrien dan tenaga daripada makanan yang dimakan untuk proses hidup (Gambar foto 9.13). Terdapat dua jenis nutrisi, iaitu autotrof dan heterotrof. Masihkah anda ingat tentang nutrisi dalam tumbuhan yang telah dipelajari dalam Bab 3? Jadual 9.1 menunjukkan pengelasan organisma berdasarkan tabiat nutrisinya. Gambar foto 9.13 Anak burung memperoleh nutrien dan tenaga daripada cacing yang dimakannya. 175 Ekosistem 9
9.1.3 Autotrof Heterotrof Fotoautotrof Kemoautotrof Saprotrof Holozoik Parasit • Fotoautotrof ialah organisma yang mensintesis sebatian organik daripada karbon dioksida dan tenaga cahaya. • Fotoautotrof dapat mensintesiskan makanan sendiri melalui proses fotosintesis. • Contoh: • Kemoautotrof merangkumi beberapa jenis bakteria yang mensintesis sebatian organik tanpa menggunakan cahaya. • Kemoautotrof memperoleh tenaga melalui pengoksidaan bahan tak organik seperti hidrogen sulfida dan ammonia melalui kemosintesis. • Contoh: • Saprotrof ialah organisma saprofit yang memperoleh nutrien daripada bahan organik yang mati dan mereput. • Pencernaan dilakukan di luar badan organisma sebelum nutrien diserap ke dalam badan. • Contoh: • Organisma yang memakan bahan organik pepejal yang kemudian mencernakannya dan diserap ke dalam badan. • Manusia dan hampir semua jenis haiwan ialah holozoik. • Contoh: • Parasit ialah organisma yang menyerap nutrien daripada perumah. Sebagai contohnya, kutu dan cacing pita yang menyerap nutrien daripada perumah iaitu manusia. • Contoh: Jadual 9.1 Pengelasan organisma berdasarkan tabiat nutrisinya Berikan satu contoh tumbuhan yang dikategorikan sebagai heterotrof holozoik. Bijak Fikir Gambar foto 9.14 Tumbuhan hijau Gambar foto 9.17 Tupai Gambar foto 9.18 Kutu Gambar foto 9.16 Kulat Gambar foto 9.15 Nitrobacter sp. • Autotrof Autos = sendiri Trophos = makan • Heterotrof Heteros = yang lain Trophos = makan 176
9.1.4 Cahaya matahari Komponen biosis terdiri daripada organisma yang memerlukan tenaga untuk menjalankan proses hidup. Pernahkah anda terfikir dari manakah anda memperoleh tenaga? Manusia dan haiwan memperoleh tenaga dengan makan organisma lain termasuk tumbuhan yang berfotosintesis. Oleh yang demikian, sumber tenaga yang paling utama untuk semua organisma berasal dari matahari. Komponen biosis terdiri daripada tiga kumpulan, iaitu pengeluar, pengguna dan pengurai (Rajah 9.5). Komponen Biosis Mengikut Aras Trof Pengguna primer: Herbivor yang memperoleh tenaga dengan makan pengeluar Pengguna sekunder: Karnivor yang makan pengguna primer atau omnivor yang makan pengguna primer dan pengeluar • Pengeluar: Autotrof yang mensintesis bahan organik daripada bahan tak organik • Pengeluar terdiri daripada tumbuhan hijau yang mensintesis glukosa daripada air dan gas karbon dioksida dengan bantuan tenaga daripada cahaya matahari Pengurai: Mikroorganisma yang mengurai bahan buangan serta organisma yang mati atau reput kepada bahan organik yang lebih ringkas seperti gas karbon dioksida dan ammonia Pengguna tertier: Karnivor yang makan pengguna sekunder Pengguna tertier Pengguna sekunder Pengguna primer Pengeluar Pengurai Rajah 9.5 Komponen biosis mengikut aras trof Eksplorasi Bio Aras trof ialah susunan kedudukan organisma yang dihubungkaitkan oleh aliran tenaga dalam sesuatu rantai makanan. 177 Ekosistem 9
9.1.5 Organisma di dalam sesebuah ekosistem saling berinteraksi antara satu sama lain dalam bentuk hubungan pemakanan. Hubungan tersebut ditunjukkan dalam rantai makanan. Rantai makanan ialah satu urutan pemindahan tenaga dari satu aras trof ke aras trof yang berikutnya, bermula daripada pengeluar. Pengaliran Tenaga dalam Rantai Makanan Dalam rantai makanan: • Dimulai dengan pengeluar dan diakhiri dengan pengguna sekunder atau pengguna tertier (Rajah 9.6). • Organisma akan makan organisma daripada araf trof sebelumnya. • Tenaga dipindahkan dari organisma yang dimakan kepada organisma yang memakannya. • Organisma yang makan organisma lain mendapat tenaga daripada tisu badan organisma yang dimakan. Tenaga ini dipindahkan kepada organisma apabila makanan dicerna dan diasimilasikan untuk membentuk tisu baharu. Satu siratan makanan: • Menggambarkan hubungan pemakanan dalam sesebuah komuniti. • Terbentuk daripada beberapa rantai makanan (Rajah 9.7). • Organisma dalam semua rantai makanan saling bersandaran antara satu sama lain dalam aspek pemakanan. • Dimulakan oleh pengeluar yang berfotosintesis dan menukarkan tenaga cahaya daripada matahari kepada tenaga kimia dalam bentuk makanan yang disimpan di dalam organ akar, buah, batang atau daun. Rajah 9.6 Aras trof dalam rantai makanan Walau bagaimanapun, dalam keadaan semula jadi, kebanyakan haiwan makan lebih daripada satu jenis organisma. Sebagai contohnya, selain ulat beluncas, burung juga boleh makan belalang dan padi. Oleh itu, burung dapat membentuk beberapa rantai makanan dan menduduki aras trof yang berbeza. Seekor burung boleh menduduki aras trof kedua sebagai pengguna primer dengan makan padi. Burung yang sama juga boleh menduduki aras trof ketiga sebagai pengguna sekunder apabila makan belalang. Keadaan ini boleh menyebabkan beberapa rantai makanan saling berhubungan untuk membentuk siratan makanan. Pengguna tertier Pengguna sekunder Pengguna primer Pengeluar Aras trof pertama Aras trof ketiga Aras trof kedua Aras trof keempat 178
9.1.5 Tujuan Membina rantai makanan dan siratan makanan untuk komponen biosis di padang atau di kolam sekolah Prosedur 1. Jalankan aktiviti ini secara berpasangan. 2. Kenal pasti satu ekosistem di kawasan sekolah anda. 3. Senaraikan komponen biosis yang terdapat di dalam ekosistem tersebut. 4. Bina beberapa rantai makanan untuk menunjukkan interaksi antara organisma. 5. Gabungkan semua rantai makanan yang dibina untuk menghasilkan satu siratan makanan bagi menunjukkan semua interaksi yang berlaku di dalam ekosistem tersebut. 6. Bentang hasil kajian anda di dalam kelas. PAK-21 PAK-21 9.1 Rajah 9.7 Siratan makanan Nyatakan semua rantai makanan yang membentuk siratan makanan dalam Rajah 9.7. Bijak Fikir Burung hantu Tikus Tumbuhan Arnab Kambing Musang Singa Kucing hutan Helang Ular THINK-PAIR-SHARE 179 Ekosistem 9
9.1.6 Piramid bilangan ialah rajah yang menunjukkan bilangan organisma pada setiap aras trof dalam satu rantai makanan (Rajah 9.8). • Bahagian paling bawah mempunyai bilangan yang paling besar dan merupakan aras trof pertama yang mewakili bilangan pengeluar. • Bahagian piramid seterusnya merupakan aras trof kedua, ketiga dan keempat yang mewakili bilangan pengguna primer, pengguna sekunder dan pengguna tertier. • Semakin tinggi ke bahagian atas piramid, semakin kurang bilangan organisma dalam setiap aras dan semakin besar saiz organisma. Piramid biojisim ialah rajah yang menunjukkan jumlah biojisim per unit kawasan semua organisma dalam setiap aras trof (Rajah 9.9). Biojisim diukur dengan menggunakan jisim kering. • Piramid ini juga menggambarkan biojisim yang boleh dibekalkan kepada organisma dalam aras trof berikutnya. • Contohnya, jumlah biojisim pengeluar yang boleh dimakan oleh pengguna primer adalah lebih tinggi daripada biojisim pengguna primer dalam ekosistem. • Begitu juga dengan jumlah biojisim pengguna sekunder adalah lebih rendah daripada pengguna primer. • Semakin tinggi ke bahagian atas piramid, semakin kurang jumlah biojisim per unit kawasan. Piramid Bilangan Piramid Biojisim Pengguna Bilangan organisma berkurang primer dan saiz organisma bertambah Jisim kering (kg/km2 ) berkurang Rajah 9.9 Piramid biojisim Pengguna sekunder 2100 kg/km2 21000 kg/km2 2.1 x 107 kg/km2 Pengguna tertier 400 kg/km2 Rajah 9.8 Piramid bilangan Rantai makanan dan siratan makanan menggambarkan hubungan pemakanan antara organisma. Apabila satu organisma makan organisma lain, berlaku pemindahan tenaga. Dalam suatu interaksi pemakanan, apabila aras trof meningkat, bilangan individu, biojisim dan jumlah tenaga yang terkandung dalam setiap individu bagi setiap aras trof akan berubah. Kesemua faktor tersebut boleh digambarkan dalam bentuk piramid ekologi yang terdiri daripada piramid bilangan, piramid biojisim dan piramid tenaga. Pengeluar Piramid Ekologi 180
9.1.6 Piramid tenaga menunjukkan jumlah tenaga yang ada dalam sesuatu ekosistem (Rajah 9.10). • Sumber tenaga dalam ekosistem ialah tenaga cahaya dari matahari yang diserap oleh tumbuhan hijau untuk menjalankan fotosintesis dan menukarkannya kepada tenaga kimia. • Tenaga akan dipindahkan ke aras trof berikutnya apabila pengguna primer makan tumbuhan pengeluar. • Tenaga yang ada dalam molekul makanan mungkin disimpan dalam tisu badan, atau dipindahkan ke persekitaran dalam bentuk kumuhan seperti air kencing, atau disingkirkan melalui tinja. • Apabila molekul makanan diuraikan untuk proses respirasi dan tindak balas lain, sesetengah tenaga dibebaskan ke persekitaran melalui haba. Hanya sebahagian kecil sahaja tenaga dalam makanan ditukarkan kepada tenaga yang disimpan dalam tisu badan sebagai penambahan biojisim organisma tersebut. • Hanya 10% tenaga dipindahkan ke aras trof berikutnya. • 90% tenaga hilang ke persekitaran melalui haba, proses hidup, perkumuhan dan penyahtinjaan. • Oleh itu organisma yang berada pada aras trof yang lebih rendah mempunyai kandungan tenaga tersedia yang lebih banyak berbanding organisma pada aras trof yang lebih tinggi. Piramid Tenaga Rajah 9.10 Piramid tenaga Dalam sesetengah keadaan, piramid bilangan dan piramid biojisim, boleh wujud dalam keadaan songsang. Apabila aras trof meningkat, bilangan organisma lebih banyak dan biojisim organisma lebih tinggi. Cari maklumat tentang piramid bilangan dan piramid biojisim yang songsang. Lukiskan piramid tersebut. ZON AKTIVITI Pengguna primer Tenaga organisma 100% 10% 1.0% Tenaga dipindahkan 0.1% Pengguna sekunder Pengguna tertier Tenaga dibebaskan sebagai haba Pengeluar 181 Ekosistem 9
Jenis Interaksi antara Komponen Biosis Rajah 9.11 Interaksi antara komponen biosis Simbiosis berlaku apabila spesies berlainan hidup bersama dan berinteraksi antara satu sama lain. Simbiosis • Sebagai contohnya, cendawan yang tumbuh di atas batang pokok mati. Sebagai manusia, kita hidup dalam sebuah komuniti. Setiap ahli dalam komuniti tersebut hidup saling memerlukan antara satu sama lain. Begitu juga dengan haiwan dan tumbuhan yang saling berinteraksi dalam sebuah ekosistem dengan pelbagai cara. Terdapat beberapa jenis interaksi yang utama, iaitu saprofitisme, simbiosis, pemangsaan dan persaingan (Rajah 9.11). Terdapat dua jenis persaingan, iaitu persaingan intraspesies dan persaingan interspesies. Persaingan intraspesies berlaku antara organisma yang sama spesies. Persaingan interspesies pula berlaku antara organisma yang berlainan spesies. 9.1.7 • Mutualisme ialah interaksi yang memberikan keuntungan kepada kedua-dua organisma. • Sebagai contohnya, burung tiung mendapat makanan, iaitu kutu di badan kerbau, manakala kerbau bebas daripada kutu. Mutualisme Burung tiung Gambar foto 9.20 Burung tiung dan kerbau Gambar foto 9.19 Cendawan di atas batang pokok mati Kerbau • Komensalisme ialah interaksi yang memberikan manfaat kepada salah satu organisma tetapi tidak memudaratkan organisma yang satu lagi. • Sebagai contohnya, ikan jerung tidak mendapat apa-apa keuntungan daripada ikan remora, sedangkan ikan remora mendapat makanan daripada serpihan makanan ikan jerung. Komensalisme Ikan remora Gambar foto 9.21 Ikan jerung dan ikan remora Ikan jerung Saprofitisme merupakan interaksi organisma yang mendapat makanan daripada bahan organik mati. Saprofitisme 182
• Sebagai contohnya, pemangsa burung hantu menangkap dan makan mangsanya, iaitu tikus. Video Interaksi antara Organisma http://bukutekskssm.my/ Biologi/T5/Interaksi AntaraOrganisma.mp4 TMK Interaksi antara Komponen Biosis Interaksi yang melibatkan satu organisma (pemangsa) yang makan organisma lain (mangsa). Pemangsaan Persaingan interspesies • Sebagai contohnya, persaingan antara tumbuhan yang berlainan spesies untuk mendapatkan cahaya matahari. Senaraikan contoh lain mutualisme, komensalisme dan parasitisme yang anda pelajari semasa di Tingkatan Dua. Bijak Fikir Gambar foto 9.23 Burung hantu dan tikus Gambar foto 9.24 Persaingan interspesies Gambar foto 9.25 Persaingan intraspesies 9.1.7 • Parasitisme ialah interaksi yang menguntungkan satu organisma sahaja dan memudaratkan organisma yang satu lagi. • Sebagai contohnya, cacing pita, iaitu parasit di dalam usus manusia menyerap nutrien dan menyebabkan manusia (perumah) kekurangan nutrien. Parasitisme Gambar foto 9.22 Cacing pita Persaingan intraspesies • Sebagai contohnya, persaingan antara haiwan yang sama spesies untuk mendapatkan pasangan untuk mengawan. Persaingan berlaku apabila organisma dalam satu habitat bersaing untuk mendapatkan keperluan asas seperti makanan, air, cahaya dan pasangan. Persaingan 183 Ekosistem 9
9.3.1 9.1 Kesan Persaingan Intraspesies dan Persaingan Interspesies terhadap Organisma Pernyataan Masalah Apakah kesan persaingan intraspesies dan persaingan interspesies terhadap organisma? Tujuan Mengkaji kesan persaingan intraspesies dan persaingan interspesies terhadap organisma Hipotesis Jika berlaku persaingan yang tinggi antara organisma, pertumbuhan organisma menjadi perlahan. Pemboleh ubah Pemboleh ubah dimanipulasikan: Jenis biji benih Pemboleh ubah bergerak balas: Ketinggian anak benih Pemboleh ubah dimalarkan: Kuantiti dan jenis tanah, jumlah siraman air, baja, keamatan cahaya Bahan Tanah berbaja, 120 biji benih jagung, 120 biji benih padi Radas Dulang plastik dengan ukuran 50 cm × 40 cm × 10 cm, pembaris, penyodok mini Prosedur J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J A 10 cm 5 cm A P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P BB P J P J P J P J P J P J P J P J P J P J CC Rajah 9.12 1. Labelkan ketiga-tiga dulang plastik sebagai A, B dan C (Rajah 9.12). 2. Pilih secara rawak 30 biji benih jagung (J) dan 30 biji benih padi (P). 3. Semaikan: (a) 20 biji benih jagung di dalam dulang A (b) 20 biji benih padi di dalam dulang B (c) 10 biji benih jagung dan 10 biji benih padi di dalam dulang C 4. Pastikan jarak di antara dua biji benih ialah 10 cm, manakala jarak di antara biji benih dengan tepi dulang ialah 5 cm. 5. Letakkan ketiga-tiga buah dulang di tempat yang redup. 6. Siram setiap dulang dengan jumlah air yang sama. 7. Selepas sebulan, pilih secara rawak: (a) 10 anak pokok jagung dari dulang A (b) 10 anak pokok padi dari dulang B (c) 5 anak pokok jagung dan 5 anak pokok padi dari dulang C 8. Ukur dan rekodkan ketinggian setiap anak pokok serta puratanya dalam jadual. 9. Berdasarkan jadual tersebut, lukiskan graf bar ketinggian anak pokok dalam sentimeter. 9.1.7 184
9.1.8 Rajah 9.13 Komponen abiosis ekosistem paya bakau Keputusan Jenis anak benih / Dulang Ketinggian anak pokok (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Purata Jagung / Dulang A Padi / Dulang B Jagung / Dulang C Padi / Dulang C Perbincangan 1. Namakan jenis persaingan yang berlaku di dalam dulang A, B dan C. 2. Apakah sumber yang menyebabkan persaingan di dalam dulang A, B dan C? 3. Spesies manakah yang lebih adaptif dalam persaingan di dalam dulang C? Jelaskan. 4. Bandingkan ketinggian: (a) Pokok jagung di dalam dulang A dengan dulang C. (b) Pokok padi di dalam dulang B dengan dulang C. Terangkan jawapan anda. Kesimpulan Adakah hipotesis tersebut diterima? Cadangkan satu kesimpulan yang sesuai. Komponen Abiosis Pokok bakau merupakan tumbuhan tropika yang biasa ditemui di kawasan muara sungai, iaitu di tempat pertemuan antara lautan dan sungai. Tumbuhan ini berjaya menyesuaikan diri dengan komponen abiosis yang ekstrim (Rajah 9.13). Ekosistem Paya Bakau Komponen abiosis ekosistem paya bakau Terdedah kepada ombak dan pasang surut air. Tanah yang lembut, berselut, berlumpur dan kurang pengudaraan. Terdedah kepada tiupan angin yang kencang. Percambahan biji benih di kawasan pasang surut air. Terdedah kepada keamatan cahaya matahari yang tinggi. Kandungan garam di dalam tanah yang tinggi dan kepekatan oksigen terlarut yang sangat rendah di dalam air. 185 Ekosistem 9
9.1.8 Gambar foto 9.26 Komponen biosis ekosistem paya bakau Komponen Biosis Selain ditumbuhi oleh pokok-pokok bakau sebagai pengeluar yang mendominasi ekosistem, terdapat pelbagai spesies flora dan fauna yang dapat menyesuaikan diri serta menjadikan hutan paya bakau sebagai habitat (Gambar foto 9.26). Di samping itu, terdapat juga organisma pengurai contohnya bakteria dan kulat yang mengurai organisma mati menjadi nutrien kepada tumbuhan. Semua organisma tersebut membentuk jaringan makanan yang membantu mengekalkan hutan paya bakau dalam keseimbangan dinamik. Eksplorasi Bio Kelip-kelip ialah serangga yang dapat ditemui di hutan paya bakau. Hutan paya bakau di Kampung Kuantan, Kuala Selangor terkenal dengan kelip-kelip Pteroptyx tener. Lotong kelabu Monyet belanda Ular Ketam Burung bangau Pokok bakau Cendawan Belangkas Dapatkah anda menyenaraikan komponen biosis ekosistem hutan paya bakau yang lain? Bijak Fikir Ikan belacak Komponen biosis ekosistem paya bakau 186
9.1.8 Ciri Penyesuaian Pokok Bakau Pokok bakau mempunyai ciri-ciri khas untuk kemandirian spesiesnya di dalam persekitaran yang kurang sesuai untuk kemandirian. Jadual 9.2 menunjukkan ciri penyesuaian pokok bakau untuk mengatasi keadaan persekitarannya. Jadual 9.2 Ciri penyesuaian pokok bakau beradaptasi dengan keadaan persekitarannya Bahagian pokok bakau Ciri penyesuaian Daun • Pokok bakau mempunyai daun berkutikel tebal serta stoma terbenam yang dapat mengurangkan kadar transpirasi. • Pokok bakau juga mempunyai daun sukulen yang dapat menyimpan air serta mempunyai struktur khas yang dikenali sebagai hidatod untuk menyingkirkan garam berlebihan. • Daun yang tua dapat menyimpan garam dan akan gugur apabila kepekatan garam yang disimpan terlalu banyak. Akar pneumatofor • Akar pneumatofor merupakan unjuran akar pendek dari permukaan tanah untuk pengudaraan di kawasan yang sering ditenggelami air. • Akar ini membantu pertukaran gas antara akar yang tenggelam dengan atmosfera melalui lentisel. • Contoh: Avicennia sp. Akar jangkang • Akar jangkang tumbuh bercabang daripada bahagian bawah batang pokok bakau. • Akar ini mencengkam di dalam tanah dengan kuat untuk memberi sokongan bagi melawan tiupan angin dan ombak yang kuat. • Contoh: Rhizophora sp. Akar banir • Akar banir merupakan sejenis akar dengan struktur kepingan yang menebal untuk menambah luas permukaan dasarnya. • Akar ini menyokong pokok yang tumbuh di atas tanah lembut yang bersempadan dengan daratan. • Contoh: Bruguiera sp. Biji benih • Biji benih vivipariti bercambah dan tumbuh semasa masih melekat pada pokok induk. • Hal ini membolehkan biji benih yang jatuh tercacak di atas tanah berlumpur dan tidak dihanyutkan oleh ombak. Gambar foto 9.28 Akar pneumatofor Gambar foto 9.27 Daun pokok bakau Gambar foto 9.29 Akar jangkang Gambar foto 9.30 Akar banir Gambar foto 9.31 Biji benih vivipariti 187 Ekosistem 9
9.1.8 Pengkolonian dan Sesaran Sesuatu ekosistem boleh berubah akibat fenomena alam semula jadi seperti letusan gunung berapi, gempa bumi dan kemarau serta aktiviti manusia seperti perlombongan sehingga mengakibatkan semua organisma mati atau bermigrasi. Walau bagaimanapun, dalam satu jangka masa yang panjang, kawasan yang kosong ini akan dihuni oleh hidupan lain yang dipanggil spesies perintis, iaitu spesies yang mula-mula menduduki suatu kawasan yang belum pernah ditumbuhi oleh spesies lain (Rajah 9.14). • Zon garis pantai paling terdedah kepada ombak besar. • Zon ini ditumbuhi oleh spesies perintis, iaitu pokok Avicennia sp. (pokok api-api) dan Sonneratia sp. (pokok perepat). • Sistem akar yang meluas dan pneumatofor membantu pokok memerangkap lumpur dan bahan organik yang dibawa oleh air pasang. • Hal ini menyebabkan berlaku pengumpulan lumpur secara beransur-ansur. Oleh itu, tanah menjadi lebih tinggi dan padat. • Rhizophora sp. menyesarkan dan menggantikan spesies perintis. • Zon tengah terletak di sepanjang sungai berdekatan dengan muara. • Ditumbuhi oleh pokok Rhizophora sp. (pokok bakau minyak) yang mempunyai akar jangkang berselirat yang dapat memerangkap ranting kayu dan lumpur yang hanyut serta menyekat aliran arus air. • Pemerangkapan lumpur menyebabkan pemendapan berlaku dengan lebih pantas. • Tebing menjadi lebih tinggi dan kering kerana kurang dilimpahi air laut semasa air pasang. • Tanah menjadi kurang sesuai untuk pertumbuhan Rhizophora sp., sebaliknya lebih sesuai untuk Bruguiera sp. • Bruguiera sp. menyesarkan dan menggantikan Rhizophora sp. • Zon belakang terletak jauh ke daratan. • Tanah menjadi lebih tinggi, keras dan hanya dilimpahi air laut semasa air pasang. • Ditumbuhi oleh pokok Bruguiera sp. (tumu merah) yang mempunyai akar banir untuk memerangkap lebih banyak lumpur dan kelodak. • Proses pemendapan membentuk paya baharu yang mengunjur ke laut. • Pantai yang lama semakin menjauhi laut. Tanah di pantai berubah menjadi daratan serta sesuai untuk pokok daratan seperti Nypa fruticans dan Pandanus sp. • Pokok daratan menyesarkan dan menggantikan Bruguiera sp. Zon garis pantai Zon tengah Zon belakang PENGKOLONIAN Tumbuhan mula menakluki tempat yang belum diduduki, membiak dan membentuk koloni di kawasan tersebut. SESARAN Sesetengah spesies tumbuhan yang dominan di suatu habitat perlahan-lahan digantikan oleh spesies lain yang dipanggil penyesar. Rhizophora sp. Bruguiera sp. Air pasang Air surut Avicennia sp. dan Sonneratia sp. Zon garis pantai Zon tengah Zon belakang Rajah 9.14 Pengkolonian dan sesaran kawasan paya bakau 188
9.1.8 Tujuan Menjalankan kajian dan membuat pembentangan tentang kepentingan ekosistem paya bakau Prosedur 1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan. 2. Jalankan kajian lapangan di kawasan paya bakau. Kaji tentang: (a) Industri kayu arang (b) Industri desa penghasilan atap nipah atau gula enau (c) Aktiviti penangkapan hasil laut paya bakau seperti kerang, udang dan ketam 3. Bentang hasil kajian anda di dalam kelas dalam bentuk persembahan multimedia. 9.2 Kepentingan Ekosistem Paya Bakau Rajah 9.15 Kepentingan ekosistem paya bakau • Hutan paya bakau menjadi penampan semula jadi bagi mengurangkan kelajuan ombak dan angin yang sampai ke kawasan pinggir pantai. • Hutan paya bakau menjadi tempat perlindungan kepada ikan kecil, udang dan ketam daripada pemangsa dan pergerakan arus air serta ombak yang kuat. • Hutan paya bakau menjadi kawasan perlindungan dan tempat mencari makanan bagi pelbagai spesies burung yang bermigrasi. • Kayu bakau boleh digunakan untuk membuat sampan, perangkap ikan dan kerangka bangunan. • Kayu bakau juga boleh digunakan untuk membuat barangan kraf tangan. • Kayu bakau dibakar di dalam relau untuk menghasilkan sumber bahan api, iaitu kayu arang. • Hasil laut seperti ikan, udang, ketam dan siput menjadi sumber pendapatan para nelayan di kawasan paya bakau. • Perairan di kawasan paya bakau menyokong industri sangkar terapung untuk menternak spesies komersial. • Buah Avicennia sp. boleh dimakan sebagai sayur. • Kekacang pokok Avicennia sp. boleh direbus dan dimakan, manakala bunganya menghasilkan madu. • Buah Sonneratia sp. digunakan dalam pembuatan bahan minuman. • Buah Nypa sp. boleh dimakan dan air daripada buahnya boleh digunakan dalam pembuatan cuka dan nira. • Kulit pokok Bruguiera sp. digunakan untuk merawat cirit-birit. ZON PERLINDUNGAN SUMBER PERHUTANAN SUMBER PERIKANAN SUMBER MAKANAN DAN UBAT-UBATAN 189 Ekosistem 9
1. Berikan definisi: (a) Spesies (b) Populasi (c) Komuniti 2. Dalam sebuah ekosistem, komponen biosis saling berinteraksi antara satu sama lain dan juga dengan faktor persekitaran. Berikan satu contoh interaksi yang berlaku di padang rumput. 3. Bagaimanakah faktor aspek mempengaruhi taburan organisma di dalam sesebuah ekosistem. Terangkan. 4. Piramid bilangan menunjukkan hubungan antara aras trof dengan bilangan dan saiz organisma serta nilai tenaga yang dipindahkan. Jelaskan hubungan antara: (a) Aras trof dengan bilangan organisma (b) Aras trof dengan jumlah biojisim per unit kawasan (c) Aras trof dengan nilai tenaga 5. Nyatakan kepentingan paya bakau dalam aspek: (a) Keselamatan (b) Sumber pendapatan (c) Pelancongan (d) Pendidikan Praktis Formatif 9.1 9.2.1 Faktor yang Mempengaruhi Taburan Populasi Ekologi populasi merupakan cabang ekologi yang mengkaji interaksi suatu populasi dengan persekitarannya. Seperti yang dipelajari dalam Subtopik 9.1, populasi ialah sekumpulan organisma yang sama spesies dan hidup di habitat yang sama. Taburan populasi menunjukkan cara organisma yang sama spesies tersebar di dalam sesebuah habitat. Apakah faktor-faktor yang mempengaruhi taburan populasi? 9.2 Ekologi Populasi Taburan populasi dipengaruhi oleh faktor yang terdiri daripada faktor abiosis seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 9.3. Jadual 9.3 Faktor yang mempengaruhi taburan populasi tumbuhan dan haiwan Faktor Kesan kepada tumbuhan Suhu • Suhu optimum bagi pertumbuhan tumbuhan adalah antara 25 o C hingga 30 o C. • Suhu yang tinggi dapat menyebabkan enzim ternyahasli. Proses biokimia dalam tumbuhan akan terganggu, dan; merencat pertumbuhan tumbuhan. meningkatkan kadar sejatan air secara transpirasi. menurunkan kadar fotosintesis. • Suhu yang rendah akan mengurangkan aktiviti enzim. Hal ini akan memperlahankan tindak balas biokimia. Air • Air diperlukan untuk aktiviti enzim, fotosintesis serta pengangkutan dan sokongan dalam tumbuhan herba. • Kawasan yang kering seperti gurun dan kawasan tundra seperti di kutub mempunyai taburan populasi serta kepadatan tumbuhan yang rendah. 190
9.2.1 Cahaya • Cahaya sangat penting untuk proses fotosintesis. • Kawasan yang kurang menerima cahaya mempunyai bilangan tumbuhan yang sedikit. pH tanah • pH tanah penting untuk penyerapan nutrien oleh akar. • pH tanah yang terlalu berasid atau beralkali akan menyebabkan penyerapan nutrien oleh tumbuhan menjadi rendah. • Pertumbuhan pokok akan terjejas kerana kekurangan nutrien. Kandungan garam mineral • Kandungan garam memberikan kesan terhadap penyerapan air secara osmosis oleh akar. • Kandungan garam yang tinggi di dalam tanah menyebabkan tumbuhan kehilangan air melalui osmosis. • Mineral diperlukan untuk menghasilkan protein, enzim, nukleotida, vitamin dan sebatian lain. • Contohnya, fosforus digunakan untuk membentuk fosfolipid (dalam pembentukan membran sel). Faktor Kesan kepada haiwan Suhu • Kawasan yang terdedah pada suhu yang tinggi dalam sesuatu habitat kurang diduduki oleh haiwan seperti cacing dan siput. Air • Haiwan tertumpu ke kawasan yang mempunyai sumber air yang mencukupi untuk minum dan menyejukkan badan. Tempat membiak • Tempat membiak yang sesuai dan selamat diperlukan oleh haiwan bagi melahirkan dan membesarkan anak. Bekalan makanan • Makanan penting untuk kemandirian kerana haiwan ialah heterotrof yang bergantung kepada tumbuhan dan haiwan lain sebagai makanan. BERKELOMPOK • Organisma berkelompok membentuk kumpulan yang terpisah. • Keadaan ini disebabkan oleh taburan sumber yang tidak sekata di dalam sesebuah kawasan. RAWAK • Taburan organisma berada dalam corak yang bebas di dalam sesebuah kawasan. • Taburan ini melibatkan spesies yang kurang berinteraksi antara satu individu dengan individu yang lain. SEKATA • Organisma tersebar di seluruh kawasan yang diduduki. • Taburan ini melibatkan spesies yang mana setiap individu bersaing merebut sumber yang terhad dalam sesebuah kawasan. Rajah 9.16 Corak taburan populasi Terdapat tiga corak taburan populasi, iaitu berkelompok, rawak dan sekata (Rajah 9.16). 191 Ekosistem 9
Dua faktor yang penting untuk kajian dalam ekologi populasi ialah saiz populasi dan kepadatan populasi. Saiz populasi: Bilangan organisma yang terdapat di dalam sesebuah populasi. Kepadatan populasi: Bilangan individu sesuatu spesies per unit keluasan habitat. Saiz populasi di sesebuah kawasan boleh dianggar melalui teknik persampelan rawak apabila suatu kawasan yang diselidiki adalah besar dan data sukar untuk diperoleh bagi seluruh kawasan yang dikaji. Sampel yang mewakili kawasan tersebut diambil untuk memberikan anggaran yang lebih kurang tepat tentang kelimpahan dan corak taburan organisma tertentu yang menduduki kawasan tersebut. 9.2.1 9.2.2 Gambar foto 9.32 Teknik persampelan kuadrat Rajah 9.17 Kuadrat Rangka Dawai Teknik Persampelan Kuadrat Teknik persampelan kuadrat menganggarkan saiz populasi tumbuhan daratan atau haiwan yang tidak aktif atau bergerak dengan amat perlahan (Gambar foto 9.32). Bilangan organisma di dalam kawasan kuadrat merupakan sampel yang mewakili keseluruhan kawasan yang dikaji. Data yang diperoleh daripada semua kuadrat boleh digunakan untuk menganggarkan populasi kawasan kajian. Kuadrat ialah struktur rangka berbentuk segi empat sama yang diperbuat daripada kayu, besi atau plastik (Rajah 9.17). Kuadrat biasanya dipecahkan kepada beberapa bahagian yang sama besar untuk menganggarkan peratus litupan sesuatu spesies. Saiz kuadrat bergantung kepada jenis dan saiz organisma, keluasan kawasan, taburan serta kepadatan tumbuhan yang hendak dikaji. Sebagai contohnya, kuadrat 1 meter persegi sesuai untuk menganggarkan populasi tumbuhan di padang sekolah. Eksplorasi Bio Semasa persampelan kuadrat, anda seharusnya meletakkan kuadrat secara rawak dan bukannya memilih kawasan yang mempunyai banyak tumbuhan yang ingin dikaji. Apakah kaedah yang lebih jitu daripada teknik persampelan kuadrat untuk menentukan taburan tumbuhan di sebuah padang? Jelaskan. Bijak Fikir Anggaran Saiz Populasi Organisma 192
9.2.2 Teknik persampelan kuadrat dapat menganggarkan frekuensi, kepadatan dan litupan sesuatu spesies tumbuhan yang dikaji di dalam kawasan kajian. • Frekuensi ialah kebarangkalian untuk memperoleh individu sesuatu spesies tumbuhan dalam setiap kuadrat. • Kepadatan ialah bilangan individu purata sesuatu spesies per unit luas kawasan kajian. • Litupan merupakan luas permukaan tanah yang dilitupi oleh pucuk tumbuhan spesies tersebut. Peratus litupan ialah peratus permukaan tanah yang dilitupi oleh tumbuhan = Peratus litupan × 100% Jumlah bilangan kuadrat yang digunakan × luas satu kuadrat Luas kawasan yang diliputi oleh spesies yang dikaji dalam semua kuadrat Kepadatan = Jumlah bilangan individu spesies yang dikaji dalam semua kuadrat Jumlah bilangan kuadrat yang digunakan × luas satu kuadrat Frekuensi = × 100% Jumlah bilangan kuadrat yang digunakan Bilangan kuadrat yang mengandungi spesies yang dikaji Tujuan Menjalankan kajian lapangan untuk menganggarkan saiz populasi tumbuhan di padang sekolah Radas Kuadrat berukuran 1 m × 1 m, pen, buku nota Prosedur 1. Kenal pasti satu spesies tumbuhan X yang terdapat di padang sekolah. 2. Satu kuadrat berukuran 1 m × 1 m diletakkan secara rawak di satu bahagian padang. 3. Kira bilangan spesies X di dalam kuadrat tersebut. 4. Ulangi langkah 2 dan langkah 3 di sembilan tapak lain yang dipilih secara rawak di padang tersebut untuk spesies tumbuhan yang sama. 5. Rekodkan keputusan dalam jadual. 6. Kira frekuensi, kepadatan dan peratus litupan sampel spesies X. Pemerhatian Spesies tumbuhan Kuadrat Jumlah bilangan spesies Kepadatan spesies (m2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ) X 9.3 193 Ekosistem 9
Kepadatan = Jumlah bilangan individu spesies yang dikaji dalam semua kuadrat Jumlah bilangan kuadrat yang digunakan × luas satu kuadrat Spesies tumbuhan Kuadrat Kawasan yang dilitupi spesies Peratus litupan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 % X = Peratus litupan × 100% Jumlah bilangan kuadrat yang digunakan × luas satu kuadrat Luas kawasan yang diliputi oleh spesies yang dikaji dalam semua kuadrat Perbincangan 1. Nyatakan corak taburan spesies yang anda kaji. Wajarkan jawapan anda. 2. Nyatakan faktor persekitaran yang mempengaruhi corak taburan populasi spesies yang anda kaji. 3. Berapakah frekuensi, kepadatan dan peratus litupan spesies tersebut di padang sekolah? Kesimpulan Adakah hipotesis tersebut diterima? Cadangkan satu kesimpulan yang sesuai. Kaedah tangkap-tanda-lepas-tangkap semula dapat menganggarkan saiz populasi organisma yang bebas bergerak di dalam kawasan yang dikaji seperti musang, ikan yu, siput, ulat gonggok, serangga dan rama-rama. Kaedah ini melibatkan beberapa langkah seperti dalam Rajah 9.18. 9.2.2 Gambar foto 9.33 Siput-siput yang telah ditanda Bilangan haiwan yang ditangkap dicatatkan. Selepas satu jangka masa tertentu, tangkapan kedua dibuat secara rawak di kawasan kajian yang sama. Jumlah semua haiwan dalam tangkapan kedua, iaitu bilangan haiwan yang bertanda dan tidak bertanda dicatatkan. Haiwan yang dikaji ditangkap secara rawak di dalam kawasan kajian (habitat semula jadi). Haiwan yang telah ditanda, dilepaskan semula ke kawasan kajian yang sama. Setiap haiwan yang ditangkap ditanda contohnya dengan menggunakan pewarna kuku, cat atau dakwat India. Rajah 9.18 Langkah-langkah kaedah tangkap-tanda-lepas-tangkap semula Kaedah Tangkap-Tanda-Lepas-Tangkap Semula 194
9.2.2 Tujuan Menjalankan kajian lapangan untuk menganggarkan saiz populasi haiwan Radas Berus cat, dakwat India atau pewarna kuku, pen, kertas Prosedur 1. Pilih satu kawasan di persekitaran sekolah anda yang sesuai untuk menjalankan kajian. 2. Kenal pasti jenis haiwan yang banyak terdapat di kawasan tersebut untuk dijadikan sampel. 3. Tangkap lima sampel organisma (P) yang dipilih di kawasan kajian. 4. Tanda semua organisma yang ditangkap. 5. Lepaskan semua organisma yang telah ditanda (P) di kawasan yang sama, iaitu di kawasan organisma itu ditangkap sebelumnya. 6. Selepas beberapa hari, tangkap semula lima lagi sampel organisma (Q) di kawasan yang sama. 7. Rekodkan jumlah sampel yang bertanda dalam tangkapan kedua (R). 8. Anggarkan saiz populasi organisma dengan menggunakan formula: Petunjuk: P: Bilangan haiwan dalam tangkapan pertama Q: Bilangan haiwan dalam tangkapan kedua R: Bilangan haiwan yang bertanda dalam tangkapan kedua Saiz populasi = P × Q R Perbincangan 1. Apakah bahan yang anda gunakan untuk menandakan organisma yang ditangkap? Wajarkan bahan yang anda pilih. 2. Nyatakan interaksi yang berlaku antara organisma yang dikaji dengan komponen biosis dan abiosis di dalam kawasan tersebut. 3. Nyatakan keperluan asas yang membolehkan organisma yang dikaji menghuni kawasan tersebut. 9.4 9.5 Pleurococcus sp. ialah sejenis alga hijau yang dapat tumbuh untuk membentuk lapisan berlendir pada batang pokok, batu dan tanah yang lembap serta terlindung daripada cahaya matahari yang terik. Alga ini membiak dengan pantas melalui pembahagian sel vegetatif secara belahan dedua. Pleurococcus sp. ialah organisma unisel yang berbentuk sfera, wujud dalam keadaan tunggal atau berkelompok dan mempunyai dinding sel yang tebal untuk mengelakkan kehilangan air secara berlebihan. Setiap sel padat dengan kloroplas untuk berfotosintesis. Tujuan Menjalankan kajian lapangan untuk mengkaji kesan komponen abiosis terhadap populasi suatu organisma 195 Ekosistem 9
9.3.4 Radas Lima kuadrat (10 cm × 10 cm) yang diperbuat daripada plastik lut sinar, pen penanda, tali dan pembaris meter Prosedur 1. Pilih sebatang pokok yang ditumbuhi Pleurococcus sp. yang tidak sekata pada bahagian bawah batang. 2. Kenal pasti sisi yang menerima limpahan cahaya matahari yang paling banyak. 3. Ikat tali pada batang pokok dengan jarak anggaran satu meter dari aras tanah. 4. Lukiskan grid berukuran 1 cm × 1 cm pada kuadrat lut sinar. 5. Letakkan kuadrat di bahagian bawah tali pada aspek berbeza, P, Q, R, S dan T seperti dalam Rajah 9.19. 6. Dengan menggunakan pen penanda, lorekkan semua bahagian yang terdapat pertumbuhan Pleurococcus sp. pada kuadrat lut sinar. 7. Kirakan bilangan segi empat yang terdapat Pleurococcus sp. pada kuadrat. (Nota: Hanya segi empat yang dilitupi separuh atau lebih daripada separuh boleh dikira) 8. Peratus litupan untuk semua kuadrat dianggarkan dengan menggunakan formula: = Peratus litupan (%) × 100% Jumlah kuadrat yang digunakan (5) × Luas satu kuadrat (100 cm2 ) Jumlah luas litupan Pleurococcus sp. dalam lima kuadrat (cm2 ) Perbincangan 1. Kuadrat manakah yang menerima cahaya matahari (a) paling tinggi? (b) paling rendah? 2. Kuadrat yang manakah mempunyai peratus litupan Pleurococcus sp. yang (a) paling tinggi? (b) paling rendah? 3. Terangkan pengaruh cahaya matahari terhadap pertumbuhan Pleurococcus sp. Cahaya matahari P Q R ST 1 meter Tali Kuadrat Batang pokok Rajah 9.19 Susunan kuadrat pada batang pokok Praktis Formatif 9.2 1. Sebuah ekosistem mempunyai saiz, kepadatan dan taburan populasi. (a) Apakah perbezaan antara saiz dan taburan populasi? (b) Nyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi taburan populasi. (c) Nyatakan corak taburan populasi dan jelaskan. 2. Persampelan kuadrat dapat digunakan untuk mencari peratus litupan spesies tumbuhan di padang sekolah. Anda telah dibekalkan satu kuadrat yang terdiri daripada rangka kayu berbentuk segi empat. Menurut guru biologi anda, kuadrat tersebut perlu diubah suai supaya mendapat anggaran yang lebih tepat. Jelaskan. 196
Imbas Memori Bio Interaktif9 Komponen biosis dan aras trof Jenis interaksi antara komponen biosis Paya bakau Ekologi populasi Pengguna Pengurai Pengeluar Pengguna primer Pengguna sekunder Pengguna tertier Hubungan pemakanan Rantai makanan Siratan makanan Definisi Komponen dalam ekosistem Simbiosis Saprofitisme Pemangsaan Persaingan Piramid bilangan Piramid biojisim Piramid tenaga Komponen biosis dan abiosis Ciri penyesuaian pokok bakau Pengkolonian dan sesaran Kepentingan ekosistem paya bakau Piramid ekologi EKOSISTEM Habitat Spesies Populasi Komuniti Ekosistem Nic Biosis Pengeluar Pengguna Pengurai Abiosis Nilai pH Suhu Topografi Kelembapan udara Iklim mikro Keamatan cahaya Jenis-jenis nutrisi Autotrof Fotoautotrof Kemoautotrof Heterotrof Holozoik Saprofit Parasit Mutualisme Komensalisme Parasitisme Taburan populasi Kepadatan populasi Corak populasi Saiz populasi Menganggarkan populasi Persampelan kuadrat Tangkap-tanda-lepas- tangkap semula 197 Ekosistem 9
REFLEKSI KENDIRI Lengkapkan refleksi kendiri ini untuk menyemak konsep-konsep penting yang telah anda pelajari. Konsep penting Sangat baik Berusaha lagi Definisi spesies, populasi, komuniti, habitat, nic dan ekosistem Komponen biosis dan komponen abiosis di dalam ekosistem Nutrisi autotrof dan nutrisi heterotrof Komponen biosis mengikut aras trof Piramid bilangan, piramid biojisim dan piramid tenaga Jenis interaksi antara komponen biosis, iaitu parasitisme, komensalisme, mutualisme, saprofitisme, persaingan dan pemangsaan Ekosistem paya bakau dalam aspek komponen biosis, komponen abiosis, penyesuaian pokok bakau, pengkolonian dan sesaran, kepentingan ekosistem paya bakau Faktor yang mempengaruhi taburan populasi Teknik persampelan kuadrat dan teknik tangkap-tanda-lepastangkap semula Praktis Sumatif 9 1. Rajah 1 menunjukkan urutan perubahan tumbuhan yang tumbuh di kawasan paya bakau. (a) Namakan tumbuhan dalam Zon 1, 2 dan 3. (b) (i) Namakan proses yang menyebabkan tumbuhan dalam Zon 1 tersebar ke habitat baharu. (ii) Namakan proses yang menyebabkan tumbuhan dalam Zon 1 digantikan oleh tumbuhan dalam Zon 2. (c) Tumbuhan di dalam Zon 2 ditebang untuk membina kolam ternakan ikan. Bagaimanakah aktiviti ini mempengaruhi ekosistem paya bakau? Jelaskan. Rajah 1 Zon 1 Zon 2 Zon 3 198
2. Rajah 2 menunjukkan situasi di sebuah padang rumput. Terdapat lebih daripada satu jenis interaksi yang berlaku dalam situasi yang tersebut. Apakah interaksi-interaksi tersebut? Jelaskan. 3. Satu kajian dijalankan untuk menganggarkan saiz populasi ikan di dalam sebuah kolam. Kajian tersebut dijalankan mengikut langkah-langkah seperti di bawah. • Ikan-ikan ditangkap, dikira, ditanda dan dilepaskan semula ke dalam kolam. • Selepas seminggu, ikan-ikan ditangkap dan dikira. • Bilangan ikan yang bertanda dicatatkan. (a) Apakah bahan yang sesuai digunakan sebagai penanda? (b) Nyatakan formula untuk menganggarkan saiz populasi ikan. (c) Ketepatan kaedah ini bergantung kepada andaian. Berikan dua andaian tentang populasi ikan. 4. Andaikan anda seorang pegawai operasi di sebuah syarikat pembuatan arang kayu daripada batang pokok bakau. Syarikat tempat anda bekerja ingin membuka sebuah lagi kilang pembuatan arang kayu. Anda diminta mencadangkan kawasan untuk dijadikan lokasi kilang tersebut. Lukis satu pelan kawasan dan senaraikan kelebihan lokasi yang dipilih. 5. Puan Haniza ialah seorang pensyarah ekologi. Beliau bercadang untuk membawa pelajarnya mengadakan kajian lapangan di sebuah hutan paya bakau. Tujuan kajian lapangan tersebut adalah untuk mengkaji sistem pengudaraan dan sokongan pokok-pokok bakau yang tumbuh di kawasan pantai yang dipenuhi lumpur dan selut. Beliau menganggarkan kajian lapangan tersebut mengambil masa selama dua hari. Walau bagaimanapun, Puan Roziana yang juga seorang pensyarah ekologi menganggarkan kajian lapangan tersebut boleh disiapkan dalam masa sehari. (a) Pada pendapat anda, anggaran siapakah yang lebih sesuai? (b) Cadangkan aktiviti yang sesuai dilakukan sepanjang kajian tersebut. Minda Abad ke-21 Rajah 2 199 Ekosistem 9
Tahukah Anda? Standard Pembelajaran Eksplorasi Bab Ancaman Alam Sekitar Pemeliharaan, Pemuliharaan dan Pemulihan Ekosistem Amalan dalam Melestarikan Alam Sekitar Teknologi Hijau Apakah maksud kelestarian alam? Bagaimanakah pencemaran alam mempengaruhi ekosistem? Apakah yang anda faham tentang pembangunan lestari? Mengapakah sekuriti makanan sangat penting? Bagaimanakah aplikasi teknologi hijau dapat melestarikan alam? Kelestarian Alam Sekitar Bab 10 200